根据给定条件,从数组中构建一个长度为K的二进制字符串

千强君_4004

千强君_4004

2023-09-09

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根据给定条件,从数组中构建一个长度为k的二进制字符串

在本教程中,我们需要构造一个长度为 K 的二进制字符串,如果使用数组元素可以实现等于 I 的子集和,则它的第 i 个索引处应包含“1”。我们将学习两种解决问题的方法。在第一种方法中,我们将使用动态规划方法来检查子集和等于索引“I”是否可能。在第二种方法中,我们将使用位集通过数组元素查找所有可能的和。

问题陈述 - 我们给出了一个包含 N 个整数的数组。此外,我们还给出了表示二进制字符串长度的整数 M。我们需要创建一个长度为 M 的二进制字符串,使其遵循以下条件。

  • 如果我们能从数组中找到总和等于索引“I”的子集,则索引“I”处的字符为 1;否则为 0。

  • 我从1开始的索引。

示例示例

Input –  arr = [1, 2] M = 4
Output – 1110

说明

  • 总和等于 1 的子集是 {1}。

  • 总和等于 2 的子集是 {2}。

  • 总和等于 3 的子集是 {1, 2}。

  • 我们找不到总和等于 4 的子集,因此我们将 0 放在第 4 个索引处。

Input –  arr = [1, 3, 1] M = 9
Output – 111110000

说明

我们可以创建所有可能的组合,以使总和在1到5之间。所以,前5个字符是1,最后4个字符是0。

Input –  arr = [2, 6, 3] M = 6
Output – 011011

说明

使用数组元素无法得到等于1和4的和,因此我们将0放置在第一个和第四个索引位置。

方法 1

在这种方法中,我们将使用动态规划来检查是否可以使用数组元素构造等于索引'I'的总和。我们将为每个索引检查它,并将1或0附加到一个二进制字符串中。

算法

  • 步骤 1 - 创建大小为 N 的向量并使用整数值对其进行初始化。另外,定义字符串类型的“bin”变量并使用空字符串对其进行初始化。

  • 第二步 - 使用for循环使总迭代次数等于字符串长度。

  • 第三步 - 在for循环中,通过将数组N和索引值作为参数调用isSubsetSum()函数。

  • 步骤 4 - 如果 isSubsetSum() 函数返回 true,则将“1”附加到“bin”。否则,将“0”附加到“bin”。

  • 第 5 步 - 定义 isSubsetSum() 函数以检查是否可以使用数组元素求和。

  • 步骤 5.1 - 定义一个名为 dpTable 的二维向量。

  • 步骤 5.2 - 将 'dpTable[i][0]' 初始化为 true,因为总和为零总是可能的。这里,'I' 是索引值。

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  • 步骤 5.3 - 将 'dpTable [0] [j]' 初始化为 false,因为空数组的和是不可能的。

  • 步骤 5.4 - 现在,使用两个嵌套循环。第一个循环从1到N进行迭代,另一个循环从1到sum进行迭代。

  • 步骤 5.5 - 在 for 循环中,如果当前元素的值大于总和,则忽略它。

  • 步骤 5.6 − 否则,包括或排除元素以获得总和。

  • 步骤 5.7 − 返回包含结果的 ‘dpTable[N][sum]’。

示例

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
// Function to check if subset-sum is possible
bool isSubsetSum(vector<int> &arr, int N, int sum){
   vector<vector>> dpTable(N + 1, vector<bool>(sum + 1, false));
   
   // Base cases
   for (int i = 0; i  j)
            dpTable[i][j] = dpTable[i - 1][j];
            
         // else we can either include it or exclude it to get the sum
         else
            dpTable[i][j] = dpTable[i - 1][j] || dpTable[i - 1][j - arr[i - 1]];
      }
   }
   
   // The last cell of the dp table contains the result
   return dpTable[N][sum];
}
int main(){

   // Given M
   int M = 9;
   
   // Creating the vector
   vector<int> arr = {1, 3, 1};
   
   // getting the size of the vector
   int N = arr.size();
   
   // Initializing the string
   string bin = "";
   
   // Making k iteration to construct the string of length k
   for (int i = 1; i <h3>输出</h3>
<pre class="brush:php;toolbar:false;">The constructed binary string of length 9 according to the given conditions is 111110000

时间复杂度 - O(N^3),因为 isSubsetSum() 的时间复杂度为 O(N^2),我们在驱动程序代码中调用它 N 次。

空间复杂度 - O(N^2),因为我们在isSubsetSum()函数中使用了一个二维向量。

使用Bitset的方法

在这种方法中,我们将使用位集通过组合数组的不同元素来查找所有可能的总和值。这里,bitset 意味着它创建一个二进制字符串。在结果位集中,它的每一位都代表总和是否可能等于特定索引,我们需要在这里找到它。

算法

  • 第 1 步 - 定义数组和 M。此外,定义 createBinaryString() 函数。

  • 第 2 步 - 接下来,定义所需长度的位集,这将创建一个二进制字符串。

  • 第三步 - 将bit[0]初始化为1,因为总和为0总是可能的。

  • 第 4 步 - 使用 for 循环迭代数组元素

  • 。
  • 步骤 5 - 首先,对数组元素执行“bit”左移操作。然后将结果值与位值进行或运算。

  • 步骤 6 − 从索引 1 到 M 打印位集的值。

示例

#include <bits>
using namespace std;
// function to construct the binary string
void createBinaryString(int array[], int N, int M){
   bitset bit;
   
   // Initialize with 1
   bit[0] = 1;
   
   // iterate over all the integers
   for (int i = 0; i <h3>输出</h3>
<pre class="brush:php;toolbar:false;">The constructed binary string of length 8 according to the given conditions is 11111110

时间复杂度 - O(N),因为我们使用单个 for 循环。

空间复杂度 - O(N),因为我们存储了位集的值。

结论

在这里,我们优化了第二种方法,从空间和时间复杂度来看,它比第一种方法更好。然而,如果你没有对位集的了解,第二种方法可能对初学者来说很难理解。

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